【摘要】：農(nóng)田水熱通量的變化規(guī)律與精確模擬,是國(guó)際上關(guān)注的前沿學(xué)術(shù)課題,該項(xiàng)研究能為節(jié)水農(nóng)業(yè)提供堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ),對(duì)于了解農(nóng)田水熱通量的過程與控制機(jī)理、優(yōu)化農(nóng)田灌溉制度的建設(shè)具有重要意義。本文基于渦度相關(guān)系統(tǒng)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),在皖南丘陵地區(qū)的典型玉米農(nóng)田進(jìn)行了連續(xù)的觀測(cè),針對(duì)該玉米農(nóng)田的耗水規(guī)律和能量分配規(guī)律等方面進(jìn)行了深入地研究,從不同的角度分析了玉米農(nóng)田耗水以及能量分配的變化過程和控制機(jī)理,并在3個(gè)冠層阻力模型和1個(gè)土壤阻力模型的基礎(chǔ)上,對(duì)冠層阻力計(jì)算模型進(jìn)行改進(jìn),新建了3個(gè)耦合阻力模型,并以實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)進(jìn)行分析比較,找出最適用的計(jì)算方法,最后,在冠層阻力模型的基礎(chǔ)上,又對(duì)兩個(gè)蒸發(fā)蒸騰量的估算方法進(jìn)行比較。取得的成果有:(1)各個(gè)生育期的玉米ET的日變化均呈現(xiàn)出規(guī)則的鐘形曲線,春夏玉米的季節(jié)變化略有差異,夏玉米中期的ET值較高,春玉米則是中后期較高,玉米ET的大小主要受到凈輻射和溫度的作用;(2)在晴天白天,當(dāng)Rn-G大于200 W·m~(-2)時(shí),EF差異較小,能量分配均衡,可供能量的消耗主要用于潛熱,其次是感熱,冠層阻力對(duì)能量分配起著重要的作用;(3)將冠層阻力模型與土壤阻力模型耦合,新建了3個(gè)耦合阻力模型:臨界冠層阻力模型、氣候阻力模型和Jarvis多因子階乘模型,并利用實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析,結(jié)果表明,Jarvis多因子階乘模型是最適合本地玉米蒸發(fā)蒸騰量估算的冠層阻力模型,其次是臨界冠層阻力模型,若測(cè)量參數(shù)有限,可使用臨界冠層阻力模型;將Penman-Monteith估算方法和Shuttleworth-Wallace估算方法進(jìn)行比較,結(jié)果表明,在植被較為密植的情況下,二者估算的差異不明顯,但是在植被稀疏的情況下,SW估算方法的精度高于PM估算方法,更接近于實(shí)測(cè)值。
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：S513
【圖文】：

(f)飽和水汽壓差圖 2.1 試驗(yàn)區(qū)春玉米（左）與夏玉米（右）氣象數(shù)據(jù)對(duì)比Fig 2.1 Comparison of meteorological data about spring maize (left) and summer maize (right) intest area對(duì)于 2017年春玉米種植期間，從圖中可以看出，氣溫持續(xù)上升，土溫也隨之上升，平均氣溫 26℃，最低氣溫 17℃，最高氣溫 35℃，生育期內(nèi)總的溫差較小，日夜溫差也不大，空氣密度和大氣壓則持續(xù)緩慢下降。飽和水汽壓差呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，平均風(fēng)速持續(xù)波動(dòng)，最大瞬時(shí)風(fēng)速為 5.4m s-1，最大的日均風(fēng)速只有 1.8 m s-1。該地區(qū)較為濕潤(rùn)，春季降水較多，小雨 19天（小于 10 mm），中雨 8 天（10-24.9 mm），大雨 3天（25-49.9 mm），暴雨 2天（50-99.9 mm），玉米三個(gè)月全生育期內(nèi)總的降水量為 410 mm。對(duì)于 2016年夏玉米則相反，由于玉米播種日期已經(jīng)接近夏末，氣溫和土溫均持續(xù)下降，平均氣溫 23℃，最高氣溫 33℃，最低 11℃，空氣密度和大氣壓則持續(xù)緩慢上升，飽和水汽壓差呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，最大瞬時(shí)風(fēng)速 4.8 m s-1，最大日均風(fēng)速則-1

圖 2.3 春（左）夏（右）玉米土壤含水量和降水Fig 2.3 Soil moisture and precipitation about spring maize (left) and summer maize (right)2.4.2 玉米生長(zhǎng)參數(shù)的測(cè)定玉米的生長(zhǎng)參數(shù)主要是玉米的株高和葉面積。玉米葉面積指數(shù)采取直接測(cè)量法測(cè)定，即取 10 株長(zhǎng)勢(shì)平均的玉米作為樣本，從生育初期至生育末期，用皮尺測(cè)量每株玉米所有葉片的長(zhǎng)度和寬度，再乘以 0.74 的經(jīng)驗(yàn)換算系數(shù)，可以推算出玉米的葉面積指數(shù)值，而株高則同期采用卷尺直接測(cè)量。從統(tǒng)計(jì)結(jié)果可以看出，無論是葉面積指數(shù)還是株高均呈現(xiàn)先上升后降低的趨勢(shì)，這是因?yàn)檫^了植物成熟期之后便是植物的衰落期，春玉米株高最大值是 2 m，夏玉米是 1.3 m，春玉米和夏玉米的葉面積指數(shù)最大值分別為 2.8和 0.95，說明該試驗(yàn)地玉米生長(zhǎng)系數(shù)偏小。2.5 參考作物蒸發(fā)蒸騰量利用渦度相關(guān)系統(tǒng)自帶的氣象觀測(cè)系統(tǒng)連續(xù)自動(dòng)觀測(cè)降水、凈輻射、飽和水

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 袁宏偉;蔣尚明;湯廣民;袁先江;;夏玉米蒸發(fā)蒸騰及與土壤含水率、葉面積指數(shù)關(guān)系研究[J];節(jié)水灌溉;2015年07期

2 李璐;李俊;同小娟;楊永民;于強(qiáng);;不同冠層阻力公式在玉米田蒸散模擬中的應(yīng)用[J];中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào);2015年08期

3 趙華;申雙和;華榮強(qiáng);陶蘇林;張雪松;;Penman-Monteith模型中水稻冠層阻力的模擬[J];中國(guó)農(nóng)業(yè)氣象;2015年01期

4 王旭明;劉海軍;張睿昊;李艷;;河套灌區(qū)參考作物蒸發(fā)蒸騰量估算方法研究[J];干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究;2014年03期

5 丁日升;康紹忠;張彥群;佟玲;李思恩;;干旱內(nèi)陸區(qū)玉米田水熱通量特征及主控因子研究[J];水利學(xué)報(bào);2014年03期

6 李彩霞;周新國(guó);孫景生;;基于冠層上下部溫差的冠層阻力計(jì)算[J];農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào);2013年10期

7 張寶忠;劉鈺;許迪;蔡甲冰;魏征;;夏玉米葉片和冠層尺度的水碳耦合模擬[J];科學(xué)通報(bào);2013年12期

8 鄭睿;康紹忠;佟玲;李思恩;;不同天氣條件下荒漠綠洲區(qū)釀酒葡萄植株耗水規(guī)律[J];農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào);2012年20期

9 薛紅喜;李峰;李琪;王連喜;王云龍;胡正華;;基于渦度相關(guān)法的中國(guó)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳通量研究進(jìn)展[J];南京信息工程大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2012年03期

10 張?chǎng)?佟玲;李思恩;康紹忠;;干旱區(qū)兩種微氣象學(xué)法測(cè)定農(nóng)田蒸散發(fā)的比較研究[J];水利學(xué)報(bào);2011年12期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 宋小寧;基于植被蒸散法的區(qū)域缺水遙感監(jiān)測(cè)方法研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（遙感應(yīng)用研究所）;2004年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 趙華;不同尺寸蒸滲儀測(cè)定農(nóng)田蒸散量的對(duì)比及冠層阻力的模擬研究[D];南京信息工程大學(xué);2015年

本文編號(hào)：2742943